Name: Hiperpolarize Ksenon Manyetik Rezonans Görüntülemede Sorun Giderme ve Kalite Güvencesi: Yüksek Kaliteli Görüntü Elde Etme Araçları (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-05T14:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 55 s
Description: Öğrenin hiperpolarize ksenon-129 manyetik rezonans görüntüleme protokolünü akciğer hastalıklarını araştırmak için. Bu yöntem, astım ve KOAH gibi durumlarda yüksek çözünürlüklü havalandırma haritalaması sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yüksek Kaliteli Hiperpolarize Ksenon-129 Manyetik Rezonans Görüntülerinin Elde Edilmesi

<ol><li>Pellegrino, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interpretative+strategies+for+lung+function+tests%5BTitle%5D)+AND+%22European+Respiratory+Journal%22%5BJournal%5D)">Interpretative strategies for lung function tests.</a> European Respiratory Journal. 26 (5), 948-968 (2005).</li>
<li>Ebner, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xenon+MRI+to+quantify+regional+ventilation+differences+in+mild+to+moderate+asthma%3A+A+prospective+comparison+between+semi-automated+ventilation+defect+percentage+calculation+and+pulmonary+function+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xenon MRI to quantify regional ventilation differences in mild to moderate asthma: A prospective comparison between semi-automated ventilation defect percentage calculation and pulmonary function tests.</a> Investigative Radiology. 52 (2), 120-127 (2017).</li>
<li>Abuelhia, E., Alghamdi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+arising+exposure+of+ionizing+radiation+from+computed+tomography+and+the+associated+health+concerns%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Radiation+Research+and+Applied+Sciences%22%5BJournal%5D)">Evaluation of arising exposure of ionizing radiation from computed tomography and the associated health concerns.</a> Journal of Radiation Research and Applied Sciences. 13 (1), 295-300 (2020).</li>
<li>Kern, A. L., Vogel-Claussen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+gas+MRI+in+pulmonology%5BTitle%5D)+AND+%22The+British+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized gas MRI in pulmonology.</a> The British Journal of Radiology. 91 (1084), 20170647(2018).</li>
<li>Möller, H. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+of+the+lungs+using+hyperpolarized+noble+gases%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">MRI of the lungs using hyperpolarized noble gases.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1029-1051 (2002).</li>
<li>Salerno, M., Altes, T. A., Mugler, J. P., Nakatsu, M., Hatabu, H., de Lange, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+noble+gas+MR+imaging+of+the+lung%3A+Potential+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized noble gas MR imaging of the lung: Potential clinical applications.</a> European Journal of Radiology. 40 (1), 33-44 (2001).</li>
<li>US FDA. New Drug Therapy Approvals at 2022. , https://www.fda.gov/drugs/new-drugs-fda-cders-new-molecular-entities-and-new-therapeutic-biological-products/new-drug-therapy-approvals-2022 (2023).</li>
<li>Nikolaou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-unity+nuclear+polarization+with+an+open-source+129Xe+hyperpolarizer+for+NMR+and+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Near-unity nuclear polarization with an open-source 129Xe hyperpolarizer for NMR and MRI.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (35), 14150-14155 (2013).</li>
<li>Birchall, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((XeUS%3A+A+second-generation+automated+open-source+batch-mode+clinical-scale+hyperpolarizer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">XeUS: A second-generation automated open-source batch-mode clinical-scale hyperpolarizer.</a> Journal of Magnetic Resonance. 319, 106813(2020).</li>
<li>He, M., Zha, W., Tan, F., Rankine, L., Fain, S., Driehuys, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+two+hyperpolarized+129Xe+MRI+ventilation+quantification+pipelines%3A+The+effect+of+signal+to+noise+ratio%5BTitle%5D)+AND+%22Academic+Radiology%22%5BJournal%5D)">A comparison of two hyperpolarized 129Xe MRI ventilation quantification pipelines: The effect of signal to noise ratio.</a> Academic Radiology. 26 (7), 949-959 (2019).</li>
<li>Niedbalski, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocols+for+multi-site+trials+using+hyperpolarized+129+Xe+MRI+for+imaging+of+ventilation%2C+alveolar-airspace+size%2C+and+gas+exchange%3A+A+position+paper+from+the+129+Xe+MRI+clinical+trials+consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Protocols for multi-site trials using hyperpolarized 129 Xe MRI for imaging of ventilation, alveolar-airspace size, and gas exchange: A position paper from the 129 Xe MRI clinical trials consortium.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 86 (6), 2966-2986 (2021).</li>
<li>Möller, H. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+of+the+lungs+using+hyperpolarized+noble+gases%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">MRI of the lungs using hyperpolarized noble gases.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1029-1051 (2002).</li>
<li>Bier, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+thermally+polarized+129Xe+phantom+for+quality+assurance+in+multi-center+hyperpolarized+gas+MRI+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">A thermally polarized 129Xe phantom for quality assurance in multi-center hyperpolarized gas MRI studies.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 82 (5), 1961-1968 (2019).</li>
<li>Wild, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+between+2D+and+3D+gradient-echo+sequences+for+MRI+of+human+lung+ventilation+with+hyperpolarized+3He%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Comparison between 2D and 3D gradient-echo sequences for MRI of human lung ventilation with hyperpolarized 3He.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 52 (3), 673-678 (2004).</li>
<li>Garrison, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+volume+dependence+and+repeatability+of+hyperpolarized+129Xe+MRI+gas+uptake+metrics+in+healthy+volunteers+and+participants+with+COPD%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%3A+Cardiothoracic+Imaging%22%5BJournal%5D)">Lung volume dependence and repeatability of hyperpolarized 129Xe MRI gas uptake metrics in healthy volunteers and participants with COPD.</a> Radiology: Cardiothoracic Imaging. 5 (3), e220096(2023).</li>
<li>Ni, W., Qi, J., Liu, L., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pulse+signal+preprocessing+method+based+on+the+Chauvenet+criterion%5BTitle%5D)+AND+%22Computational+and+Mathematical+Methods+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">A pulse signal preprocessing method based on the Chauvenet criterion.</a> Computational and Mathematical Methods in Medicine. 2019, 2067196(2019).</li>
<li>129Xe MRI Clinical Trials Consortium. , https://www.129xectc.org (2023).</li>
</ol>

Robert Thomen, Polarean, LLC'ye danışmanlık sağlamıştır.

129Xe MRI sorunlarını giderme yeteneği gerekli bir beceridir ve sorunları gerçek zamanlı olarak azaltmaya yardımcı olabilir. Hiperpolarize bir gaz altyapısı tek bir taraftan satın alınana ve tarayıcı üreticilerinden destek alınana kadar, bu kalite kontrol görevleri yalnızca laboratuvarların sorumluluğundadır. Bu makalenin amacı, okuyucuya kaçınılmaz zayıf veri toplama olayı için yararlı uygulamalar ve öneriler sunmaktır. Mümkün olduğunca çok sayıda potansiyel sorunu ele almaya çalışsak da, 129Xe MRG'deki diğer birçok zorluk tarayıcı üreticisine özgüdür ve fikri mülkiyet kısıtlamaları nedeniyle ayrıntılı olarak tartışılamaz. Bununla birlikte, 129Xe MRI kullanarak çok bölgeli denemeler geliştirme hedefine sahip bir topluluk olan 129Xe Klinik Araştırmalar Konsorsiyumu, 129Xe MRG'yi birden fazla platformda ve yazılımda17 operasyonel hale getirme deneyimine sahip birçok saha katılımcısı ve deneyimli uzmandan oluşmaktadır. Burada ele alınmayan herhangi bir uygulama ve/veya sorun giderme sorusu için site katılımcılarından herhangi biriyle iletişime geçmeniz önerilir.
Sinyal düşüşünün veya ortaya çıkan gürültü sorunlarının erken belirtilerini belirlemek için bobinin düzenli performans kontrolleri yapılmalıdır. Bu kontroller, bobin arayüzünün ve dahili bağlantıların incelenmesinin yanı sıra düşmelerin veya aşırı ağırlığın bobin üzerindeki potansiyel etkisinin değerlendirilmesini içerir. Fiziksel incelemelere ek olarak, spektroskopi taramalarını sık sık karşılaştırmak, bobinin performansıyla ilgili sorunların belirlenmesine yardımcı olabilir. MRI sisteminin çok çekirdekli işlevselliği proton tesisi ile paylaşılan bir bileşen olduğundan, manyetik odaya yeni tanıtılan herhangi bir cihaz veya ekipman, ksenon frekansında potansiyel paraziti önlemek için teste tabi tutulmalıdır. Teknik hususlara ek olarak, deneysel prosedürlerde detaylara dikkat edilmelidir. Bu, deneklere etkili bir şekilde koçluk yapmayı, çalışma koordinatörleriyle net iletişim kurmayı ve QC taramaları sırasında xenon torbasının hassas bir şekilde konumlandırılmasını kapsar. Görüntü kalitesini ve genel çalışma sonuçlarını önemli ölçüde iyileştirebilecekleri için bu görünüşte küçük ayrıntılar göz ardı edilmemelidir.
Bu yazıda sunulan protokol, araştırmacılara görüntüleme işlemi sırasında olası sorunları belirlemek ve ele almak için kapsamlı bir çerçeve sunmaktadır. Araştırmacılar, sorun giderme adımlarını sistematik olarak izleyerek görüntü kalitesini optimize edebilir, veri doğruluğunu artırabilir ve hiperpolarize ksenon MRI alanını ilerletebilir. Bu sorun giderme stratejilerinin sürekli iyileştirilmesi ve uyarlanması, görüntüleme teknolojisindeki gelişmelerle birleştiğinde, hiperpolarize ksenon MRG çalışmalarının kalitesinde ve güvenilirliğinde daha fazla iyileşmeye katkıda bulunacaktır.

Yüzyılı aşkın bir süredir, akciğer fonksiyon değerlendirmesi öncelikle spirometri ve vücut pletismografisinden elde edilen küresel ölçümlere dayanıyordu. Bununla birlikte, bu geleneksel solunum fonksiyon testleri (PFT'ler), erken evre hastalığın bölgesel nüanslarını ve akciğer dokusundaki ince değişiklikleri yakalama yetenekleri bakımından sınırlıdır1. İnhale radyoizleyicilerle nükleer tıp, pulmoner emboli ile yaygın olarak ilişkili ventilasyon/perfüzyon uyumsuzluklarının değerlendirilmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak bu iyonlaştırıcı radyasyonu içerir ve daha düşük çözünürlük sağlar. Buna karşılık, bilgisayarlı tomografi (BT), akciğer görüntülemede altın standart olarak ortaya çıkmıştır ve nükleer görüntülemeye kıyasla olağanüstü uzamsal ve zamansal netlik sunmaktadır2. Düşük doz BT taramaları radyasyona maruz kalmayı azaltabilirken, potansiyel radyasyon riski yine de göz önünde bulundurulmalıdır 3,4. Akciğerin düşük doku yoğunluğu ve akciğer dokusundan hızlı sinyal bozulması nedeniyle akciğerin proton MRG'si nadirdir, ancak son gelişmeler potansiyel düşük sinyale rağmen fonksiyonel bilgi sunmaktadır. Öte yandan, hiperpolarize ksenon manyetik rezonans görüntüleme (HP 129Xe MRG), akciğer fonksiyonunun bölgesel özgüllüklegörüntülenmesine olanak tanıyan non-invaziv bir yöntemdir 5,6. Litre miktarlarında gazın yüksek dengesiz nükleer manyetizasyonunu üretir. İnert gaz daha sonra MR tarayıcısının içindeki bir denek tarafından tek bir nefes için solunur ve doğrudan tarayıcı tarafından görüntülenir. Böylece, solunan gaz, dokunun kendisinin aksine doğrudan görüntülenir. Bu teknik, astım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH), kistik fibroz, idiyopatik pulmoner fibroz, koronavirüs hastalığı 2019 (COVID-19) ve diğerleri dahil olmak üzere birçok hastalıkta akciğer ventilasyonunu değerlendirmek için kullanılmıştır3. Aralık 2022'de HP 129Xe MRI, Amerika Birleşik Devletleri FDA tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde (ABD) 12 yaş ve üzeri yetişkinlerde ve pediatrik hastalarda kullanılmak üzere MRI ventilasyon kontrast maddesi olarak onaylanmıştır7. Doktorlar artık geliştirilmiş/kişiselleştirilmiş tedavi planları olan hastalara daha iyi bakım sağlamak için 129Xe MRG'yi kullanabilir.
Tarihsel olarak, klinik MRG, yalnızca neredeyse tüm insan iç organlarında bol miktarda bulunan hidrojen çekirdeklerinin (protonlar) görüntülenmesine odaklanır. MRI tarayıcıları, dizileri ve kalite kontrolü genellikle tarayıcı üreticisi tarafından site lisansı ve garantisinin bir parçası olarak korunur. Bununla birlikte, 129Xe, çok çekirdekli yetenekli bir MR tarayıcı gerektirir ve hiperpolarizörü, özel yapım radyo frekansı (RF) bobinlerini, özel darbe dizilerini ve çevrimdışı yeniden yapılandırma/analiz yazılımını çalışır hale getirmek için özel bir araştırma ekibi gerektirir. Bu bileşenlerin her biri üçüncü taraf satıcılar tarafından sağlanabilir veya şirket içinde geliştirilebilir. Bu nedenle, kalite kontrol yükü genellikle tarayıcı üreticisinin veya bireysel üçüncü tarafın aksine 129Xe araştırma ekibine aittir. Bu nedenle, yüksek kaliteli 129Xe verilerinin tutarlı bir şekilde elde edilmesi, 129Xe MRI sürecinin her bir bileşeninin 129Xe ekibi tarafından yakından izlenmesi gereken hata potansiyeli sunması nedeniyle benzersiz bir şekilde zordur. Araştırmacıların ortaya çıkabilecek herhangi bir zorluğun olası nedenlerini gidermek ve araştırmak zorunda oldukları için bu durumlar son derece sinir bozucu olmakla kalmaz, aynı zamanda hasta görüntülemeyi ve denek alımını yavaşlattığı için çok maliyetli olabilir. Sorun giderme ile ilgili bazı maliyetler, MRI zaman maliyetlerini, farklı gazların tüketimini içeren 129Xe'nin hiperpolarizasyonunu ve malzemelerin kullanımını içerir. Ek olarak, 129Xe görüntülemedeki son FDA onayı ve büyümesiyle, 129Xe operasyonunda yaygın sorunları ve aksaklıkları önlemek için kalite kontrol için standartlaştırılmış bir protokol sağlamakgerekir 8,9.
Burada, RF bobin arızaları, düşük sinyal-gürültü oranına (SNR) yol açan çeşitli gürültü profillerinin ortaya çıkması ve düşük kaliteli görüntüler dahil olmak üzere 129Xe MRG'de daha sık karşılaşılan sorunlardan bazılarını sunuyoruz10. Yüksek kaliteli görüntü verilerinin elde edilmesini sağlamak ve 129Xe MRG'de ortaya çıkabilecek daha yaygın sorunlardan bazılarını gidermek için bazı kısa kalite kontrol (QC) yönergeleri ve protokolleri sağlamayı amaçlıyoruz. Burada sağlanan bilgiler, hiperpolarize helyum-3 sorun giderme ile de ilgilidir.

<table><tbody><tr><td>Polarizasyon ölçüm istasyonu&nbsp;</td><td>Polerean</td><td>42881</td><td>https://polarean.com/</td></tr> <tr><td>Piston valfli basınçlı kap</td><td>Ace cam</td><td>8648-85 https://www.aceglass.com/html/3dissues/Pressure_Vessels/offline/download.pdf</td><td></td></tr><tr><td>Tedlar çanta</td><td>Jensen inert</td><td>GST381S-0707TJO&nbsp; &nbsp;</td><td>http://www.jenseninert.com/</td></tr><tr><td>Xenon Hiperpolarizör 9820</td><td>Polerean</td><td>49820</td><td></td></tr> <tr><td>https://polarean.com/ Xenon döngü bobini</td><td>Klinik MR Çözümleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Xenon yelek bobini</td> https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc özel cihaz <td>Klinik MR Çözümleri</td><td>Özel cihaz</td><td>https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc</td></tr></tbody></table>

hiperpolarize ksenon manyetik rezonans görüntülemede sorun giderme ve kalite güvencesi: yüksek kaliteli görüntü elde etme araçları

Troubleshooting and Quality Assurance in Hyperpolarized Xenon Magnetic Resonance Imaging: Tools for High-Quality Image Acquisition

Hiperpolarize (HP) ksenon manyetik rezonans görüntüleme (129Xe MRG), akciğer fonksiyonunun araştırılması için solunan bir ksenon gazı nefesinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini üreten, yakın zamanda federal ilaç idaresi (FDA) onaylı bir görüntüleme yöntemidir. Bununla birlikte, 129Xe MRG'nin uygulanması, hiperpolarizasyon, ksenon görüntüleme bobinlerinin ve bobin yazılımının tedariki, çok çekirdekli MR görüntüleme dizilerinin geliştirilmesi ve derlenmesi ve elde edilen verilerin yeniden yapılandırılması/analizi için özel donanım ve ekipman gerektirdiğinden benzersiz bir şekilde zordur. Uygun uzmanlık olmadan, bu görevler göz korkutucu olabilir ve yüksek kaliteli görüntüler elde edememek sinir bozucu ve pahalı olabilir. Burada,129Xe MRI sitesi için optimize edilmiş, yüksek kaliteli verilerin ve doğru sonuçların elde edilmesine yardımcı olabilecek bazı kalite kontrol (QC) protokolleri, sorun giderme uygulamaları ve yardımcı araçlar sunuyoruz. Tartışma, hiperpolarizör laboratuvarı gereksinimleri, 129Xe MRI bobini donanımı/yazılımı kombinasyonu, veri toplama ve sekans hususları, veri yapıları, k-alanı ve görüntü özellikleri ve ölçülen sinyal ve gürültü özellikleri dahil olmak üzere HP 129Xe MRG'yi uygulama sürecine genel bir bakışla başlayacaktır. Bu gerekli adımların her birinde, düşük görüntü kalitesine veya başarısız görüntülemeye yol açan hatalar, zorluklar ve olumsuz olaylar için fırsatlar yatmaktadır ve bu sunum, daha sık karşılaşılan sorunlardan bazılarını ele almayı amaçlamaktadır. Özellikle, elde edilen verilerdeki anormal gürültü modellerinin tanımlanması ve karakterizasyonu, görüntü artefaktlarından ve düşük kaliteli görüntülerden kaçınmak için gereklidir; Örnekler verilecek ve azaltma stratejileri tartışılacaktır. Gerçek zamanlı sorun giderme için bazı yönergeler ve stratejiler sağlarken, 129Xe MRI uygulama sürecini yeni tesisler için kolaylaştırmayı amaçlıyoruz.

Şekil 4, gürültü taramasında gerçekleştirilen gürültü karakterizasyon analizinin sonuçlarını göstermektedir. Grafik, hem düzenli hem de düzensiz gürültünün, ideal y=x referans çizgisinden sapmanın gözlemlendiği k-uzayı üzerindeki etkisini göstermektedir. Düzenli gürültü, k uzayında sürekli bir modele yol açarken, düzensiz gürültü, QQ grafiğinde yüksek değerli aykırı değerlere neden olur.
Şekil 5'e geçildiğinde, HPG MRG kullanılarak elde edilen bir dizi akciğer görüntüsü sunulmuştur. En üst satırda, referans taraması, düzenli ve/veya düzensiz gürültüden etkilenen bir akciğer görüntüsü ve sinyalsiz bir görüntü dahil olmak üzere görüntü alanındaki örnekler sergilenir. Alt satır, karşılık gelen k-uzayı modülü temsillerini görüntüler.
Şekil 5A'da, k-boşluğunda ortalanmış belirgin bir parlak nokta, düşük gürültülü net bir akciğer sinyalini gösterir. Tersine, Şekil 5B, görüntüler boyunca yayılmış düzenli gürültünün (Gauss gürültüsü) varlığını göstermektedir. Şekil 5C'de, k-uzayında yüksek değerli ani artışlara neden olan ve görüntü uzayında bir şerit desenine neden olan düzensiz gürültü belirgindir. Şekil 5D, akciğer görüntüsünü etkileyen hem düzenli hem de düzensiz seslerin aynı anda mevcut olduğu bir senaryoyu göstermektedir. Son olarak, Şekil 5E, elde edilen akciğer görüntüsünde hiçbir sinyalin tespit edilmediği bir durumu temsil etmektedir.
Şekil 6, uygun şekilde ölçeklendirilmiş k-uzayı verileriyle karşılaştırıldığında kaba veri ayrıklaştırmasının bir örneğini göstermektedir. SNR'yi hesapladıktan sonra, ayrık verilerin düşük bir sinyal seviyesi sergilediği ortaya çıkar.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig01.jpg"> Resim 1: Bir xenon fantomu oluşturma çizimi. Basınçlı kap, ksenonun yaklaşık -203.15 °C'de (70 K) donmasını sağlamak için az miktarda sıvı nitrojen içine yerleştirilir. 129Xe'lik bir torba doğrudan gemiye bağlanır. Ksenon kabın içine yayılırken, soğuk duvarlara dokunduğunda donar ve donmuş kar benzeri bir yapı oluşturur. Tamamen dondurulduktan sonra, kap kapatılır ve ksenonun çözülmesine izin verilir, bu da kap içindeki basıncın artmasına neden olur. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig02.jpg"> Şekil 2: Spektroskopi düzenlemesi. (A) İki proton fantomu arasına yerleştirilmiş 129-Xenon fantom, tümü bir 129Xe yelek bobini içine alınmıştır. (B) Xenon yelek bobinini kayışlarla sabitleyin. (C) Yerleşimi bulmak için düzeneği mıknatısın deliğine yerleştirin. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig02large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig03.jpg"> Şekil 3: Sabit bir ksenon frekansında (34,081,645 Hz) değişken bant genişliği uyarımına göre sinyal yanıtı. Bant genişliğinin artırılması daha yüksek bir gürültü tabanı ile sonuçlanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig04.jpg"> Şekil 4: Üç tür gürültü taraması: kabul edilebilir, düzenli ve düzensiz gürültü. (A) Panel A, her bir gürültü modelinin k-uzay modülü temsilini görüntüler, normal gürültü bir şerit deseni sergiler ve düzensiz gürültü sivri uçlar (parlak noktalar) gösterir. (B) Her gürültü taraması için k-uzayı verilerinin gerçek ve sanal kısımlarının histogramı. (C) Elde edilen veri kümesini, artan sırada eşit ortalama ve standart sapmaya sahip normal dağılımlı bir veri kümesiyle karşılaştırarak, k-uzayı verilerinin gerçek/sanal bileşenlerinin QQ grafiği. Kırmızı çizgi, y = x referans çizgisini temsil eder. Bu çizgiden sapmalar, elde edilen veriler içinde Gauss olmayan bileşenlerin varlığını gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig05.jpg"> Şekil 5: HPG 129Xe akciğer görüntülemesinde farklı gürültü modellerinin gösterimi. Üst satırda, referans taraması, düzenli ve/veya düzensiz parazitli bir akciğer görüntüsü ve sinyalsiz bir görüntü dahil olmak üzere görüntü alanı örnekleri görüntülenir. Alt satır, karşılık gelen k-uzay modülü temsillerini gösterir. Sinyalli görüntüde, akciğer sinyalini temsil eden k-boşluğunda ortalanmış parlak bir nokta vardır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig05large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig06.jpg"> Şekil 6: 129Xe test torbası yeniden yapılandırılmış verilerde yüksek/düşük dijital hassasiyetin etkisinin gösterimi. Yüksek dijital hassasiyetli görüntü (üst sıra) için, görüntünün 600'lük yüksek bir SNR'si vardır ve 55. K-uzayı sırasının modülü, verilerin ince ayrıntılarını gösteren düzgün bir eğri gösterir. Bununla birlikte, düşük dijital hassasiyetli görüntüde (alt sıra), tek tek veri noktaları, sinyal aralığını kapsayan sınırlı sayıda dijital seviyeye "bağlanır" ve bu da yeniden oluşturulan görüntüde SNR'nin (SNR = 98) azalmasına neden olur. Bu sorun, görünüşte tatmin edici bir görüntünün üretilmesini engellemediğinden, yalnızca ham sinyal verilerinin dikkatli bir şekilde incelenmesiyle tespit edilebilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig06large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Burada, donanım, yazılım, veri toplama, dizi seçimi, veri yönetimi, k-alanı kullanımı ve gürültü analizini kapsayan yüksek kaliteli hiperpolarize ksenon-129 manyetik rezonans görüntüleri elde etmek için bir protokol sunuyoruz.

Hiperpolarize Ksenon Manyetik Rezonans Görüntülemede Sorun Giderme ve Kalite Güvencesi: Yüksek Kaliteli Görüntü Elde Etme Araçları

Hyperpolarized (HP) xenon magnetic resonance imaging (129Xe MRI) is a recently federal drug administration (FDA)-approved imaging modality that produces ...

Hiperpolarize ksenon MRG'de, gerçek solunan gaz doğrudan görüntülenir. Gaz, sağlıklı bireylerin akciğerlerinde eşit olarak dağılır, ancak astım, KOAH veya kistik fibroz gibi akciğer hastalığı olanlarda dağılmaz. Bu teknolojiyi kullanarak bu hastalıkları daha iyi anlamayı hedefliyoruz.X-ışını bilgisayarlı tomografi veya BT, pulmoner yapısal görüntülemede mevcut klinik standardı sağlar, ancak iyonlaştırıcı radyasyon içerir ve solunan gazı değil, sadece akciğer dokusunu gösterir. Nükleer tıp, solunan veya enjekte edilen radyo izleyicileri ile pulmoner ventilasyon ve profüzyonu değerlendirmek için de kullanılabilir, ancak iyonlaştırıcı ve nispeten düşük çözünürlüklüdür. Bununla birlikte, Xenon MRG, bir bireyin pulmoner ventilasyon ve gaz değişiminin yüksek çözünürlüklü bir görüntüsünü sağlar.Xenon MRG'yi uygulamak benzersiz bir şekilde zordur ve özel donanım, xenon görüntüleme bobinleri ve dizi geliştirme gerektirir. Yolculuk burada bitmiyor. Elde edilen veriler titiz bir şekilde yeniden yapılandırılmalı ve analiz edilmelidir.Uygun uzmanlık olmadan, bu görevler göz korkutucu olabilir ve sinir bozucu ve pahalı sonuçlara yol açabilir. Bu protokol, ksenon MRI siteleri için kalite kontrol, sorun giderme ve araçlar hakkında fikir verir, Hiperpolarizör laboratuvarlarının kurulumunu, ksenon MRI bobinlerini, veri toplama değerlendirmesini ve görüntü özelliklerini araştırdık. Amacımız, izleyicilere görüntü kalitesini veya sonuçlarını etkileyebilecek olası hatalar, zorluklar ve olaylar konusunda rehberlik etmektir.Gerçek hayattaki sorunları azaltmak için xenon MRI sorunlarının giderilmesi gereklidir. Özel bir hiperpolarize gaz altyapısının olmaması ve barkod okuyucu üreticilerinin sınırlı desteği göz önüne alındığında, kalite kontrol görevleri yalnızca bireysel laboratuvarlara aittir. Bu video, izleyicileri zorlukların üstesinden gelmek ve başarılı veri toplamayı sağlamak için pratik ipuçlarıyla donatmayı amaçlamaktadır.

troubleshooting-quality-assurance-hyperpolarized-xenon-magnetic

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Optik dönüş değişimi (Seop) pompa vasıtasıyla hyperpolarized ksenon üretimi tarif edilmiştir. Bu yöntem Xe-129 nükleer spin kutuplaşma ~ 10000 kat büyütme verir ve nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve görüntüleme uygulamaları vardır. Gaz fazı ve çözelti durum deney örnekleri verilmiştir.

NMR ve MRG Uygulamaları için Hyperpolarized Xenon

Hiperpolarize 129Xe manyetik rezonans görüntüleme (MRG), pulmoner fonksiyonun bölgesel olarak çözülmüş yönlerini incelemek için kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışma, nabız dizisi tasarımına, 129Xe doz hazırlığına, tarama iş akışına ve denek güvenliği izleme için en iyi uygulamalara özel önem vererek, akciğer ventilasyonunun hiperpolarize 129Xe MRG'si için uçtan uca standartlaştırılmış bir iş akışı sunmaktadır.

Akciğer Ventilasyonunun Hiperpolarize 129Xe Manyetik Rezonans Görüntülerinin Elde Edilmesi

El yazması, pulmoner gaz değişimini izlemek, görünür alveolar septal duvar kalınlığını değerlendirmek ve yüzey-hacim oranını ölçmek için hiperpolarize Xenon-129 kimyasal kayma doygunluk geri kazanımı (CSSR) kullanmak için ayrıntılı bir protokol sunmaktadır. Yöntem, akciğer hastalıklarını teşhis etme ve izleme potansiyeline sahiptir.

Hiperpolarize Ksenon Spektroskopisinden Elde Edilen Akciğer Yapısı ve Fonksiyonunun Kantitatif Ölçümü

Protein örneklerinin negatif leke elektron mikroskobu (EM) tarafından görselleştirme popüler bir yapısal analiz yöntemi haline gelmiştir. Ayrıca protein preparatları kalitesi kalitatif olarak incelenmesi için çalışılan moleküllerin 3 boyutlu rekonstrüksiyon hesaplanırken gibi, nicel yapısal analizi için yararlı olur ve. Biz bu makalede, EM ızgaraları hazırlanması, numune boyama ve örnek bir elektron mikroskobu görselleştirmek için ayrıntılı protokoller mevcut. Acemi kullanıcılar, kolayca bu...

Negatif Leke EM, Proteinler ve makromoleküler kompleksler görselleştirme: Izgara Hazırlık Image Acquisition

Lazer torna litografi tarafından yapılan microcoil ucu ile endovasküler mikrokateter uygulanan Mevcut çeşitli endovasküler işlemler sırasında vaskülatürün gezinme hızını ve etkinliğini artırabilir manyetik rezonans (MR) rehberliği altında kontrol deplasmanlar elde edebilirsiniz.

Manyetik Rezonans Görüntüleme altında Manyetik Destekli Uzaktan Kumandalı mikrokateter İpucu Sehim

Bu kağıt hayalet gibi ultrason (US), bilgisayarlı tomografi (BT) ve manyetik olarak hayvan görüntüleme yöntemleri tümör boyutu ölçüm kalite güvence (QA) için (TM) malzemeler doku taklit yapılmış bir klinik öncesi multimodalite inşa içi prosedürleri açıklar rezonans görüntüleme (MRG).

Tümör Boyutu Ölçüm Kalite Güvencesi için Doku-taklit eden malzemeler kullanarak Klinik öncesi modelli Phantom İnşaatı

Floresan aracılı tomografi (FMT) ile mikro bilgisayarlı tomografiyi (μBT) birleştiren hibrit görüntüleme için bir protokol tarif ediyoruz. Füzyon ve rekonstrüksiyondan sonra, floresan dağılımının kantitatif ölçümlerini çıkarmak için etkileşimli organ segmentasyonu gerçekleştiriyoruz.

Hibrid uCT-FMT görüntüleme ve görüntü analizi

BİR MR-uyumlu özel tasarlanmış lazer tabanlı ısıtma cihazları, özellikle tümör bölgesinde termosensitif lipozomlardan maddelerin salınımını aktive etmek amacıyla deri altı tümörlerin lokal ısıtma sağlamak için geliştirilmiştir.

Manyetik Rezonans Görüntü Rehberlik ile Termosensitif Lipozomlu gelen Sisplatinin Tetikleme Release için özel tasarlanmış Lazer-bazlı ısıtma Aparatı

Yeni bir elektron para-manyetik rezonanstır (EPR) yöntemi, hızlı tarama EPR (RS-EPR), geleneksel bir sürekli dalga (CW) teknikten üstün ve in vivo görüntüleme için yeni alanları açar 2B spektral mekansal görüntüleme için gösterilmiştir. Sonuçlar 250 MHz'de gösterilmiş, ancak teknik herhangi bir frekansta uygulanabilir.

Hızlı Tarama Elektron Paramagnetik Rezonans Görüntüleme Fizyolojik Önemli Parametreler için Yeni bulvarlar açar<em&gt; İn Vivo</em

Geçerli protokol tarafından kullanıcılar manyetik rezonans mikroskobu veri toplanması sırasında akut Hipokampal ve kortikal dilim hazırlıklar canlılığı koruyabilirsiniz yöntemi açıklanır.

Metabolik destek çıkardım, yaşam beyin dokuları manyetik rezonans mikroskobu Alım sırasında

Öğrenin hiperpolarize ksenon-129 manyetik rezonans görüntüleme protokolünü akciğer hastalıklarını araştırmak için. Bu yöntem, astım ve KOAH gibi durumlarda yüksek çözünürlüklü havalandırma haritalaması sağlar.

Hiperpolarize Ksenon Manyetik Rezonans Görüntülemede Sorun Giderme ve Kalite Güvencesi: Yüksek Kaliteli Görüntü Elde Etme Araçları (Video) | JoVE Journal

Hiperpolarize Ksenon Manyetik Rezonans Görüntülemede Sorun Giderme ve Kalite Güvencesi: Yüksek Kaliteli Görüntü Elde Etme Araçları

Daha fazla video keşfet